“绿色化学理念”在高中化学教学中的渗透研究

2022-10-29山东省兰陵县第一中学

学苑教育 2022年29期

山东省兰陵县第一中学潘彬

进入21世纪以来，随着全世界范围内的人口增加，工业生产实践活动的有序发展，对不可再生资源的开采和消耗量逐渐增加，人类生活中的行为也导致环境污染问题不断加剧，对生态环境和人类社会秩序稳定等都产生了严重的影响和冲击。通过研究发现，这些都与工业化学有着密切的关系，而绿色化学理念的引入和运用，为解决这一问题提供了充足的条件，本文将以“绿色化学理念”为切入点，对高中化学教学中的渗透进行阐述。

一、高中化学教学中渗透“绿色化学理念”的必要性

受到多方面因素的影响，高中化学教材中与绿色化学概念相关的知识较少。具体表现为，现行教材内容中并未对绿色化学理念有明确的界定和阐述，导致无法在教师实施绿色化学理念时给予实践性指导或建议，在一定程度上妨碍了绿色化学理念在化学课堂上的渗透，教师无法在课堂中充分的讲解和分析绿色化学理念相关的内容。这也变相说明了，高中化学知识仍停留在传统发展阶段，实际教育中所涉及到的内容也都是常见的化学物质、元素组成、分子结构、物理化学性质及实际应用特点等，缺乏绿色化学理念的引入和应用。教师在讲解化学实验时，也更倾向于讲解实验的步骤、原理、现象等，并未向学生讲解、分析化学工业生产中减少和控制环境污染的相关方法，不利于学生绿色化学理念及环保意识的形成。而新课改中，倡导教师在课堂中渗透绿色化学理念，结合高中化学学科知识创新教学形式，积极的从保护环境的角度来设计高中阶段化学学科知识内容，创新学生学习和体验的过程，以便学生在掌握高中化学知识和实验探究过程的同时，能够利用绿色化学理念生产或规避有毒有害物质的产生。

而从具体高中化学课堂教学角度展开分析，在教学过程中引入绿色化学理念，其必要性在于督促高中生亲身参与到化学知识学习过程中，帮助学生积极建立保护环境、避免有害化学物质产生与不当排放的基本思想。例如，高中化学教师在课堂中讲解特殊气体制备时，除了要系统性的为学生讲解特殊气体的制作与收集方法外，还要讲解如果发生泄漏或排放不当等现象时应如何应对，从而使学生在学习过程中，环境保护意识能够得到改善和优化。综上所述，体现出了绿色化学理念在高中化学教学中的应用必要性。

二、“绿色化学理念”在高中化学教学中渗透的具体路径

1.在课堂教学中渗透。

（1）充分挖掘教材中的绿色资源。

教材在课堂中占据着重要的地位，是教师教学中的主要工具。高中化学教材内容中涉及到很多与环保相关的知识，本质上就属于绿色化学资源。教师要认识到这部分资源的重要性，并在备课环节深入挖掘教材内容，为绿色化学理念的渗透做好铺垫。这样一来既能满足新课标中的要求，又能够达成正常的教学任务。

举例来说，在学习《自然资源的开发利用》一课时，为了帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义，了解金属回收和资源保护等常识性知识，教师应合理渗透绿色化学理念。首先，教师应创设情境，让学生认识到金属在自然界中的分布很广，并提出问题：金属元素一般分布在哪些区域？学生则需要根据所掌握的知识回答，教师需要正确评价学生的回答并补充，让其认识到金属元素广泛分布于矿物、动植物体内及海洋等区域中。接着，教师利用多媒体展示电子课件，向学生介绍我国矿产资源现状，从生活和生产等多个角度分析我国矿产资源的开发情况，让学生认识到矿产资源属于不可再生资源，并通过正确的引导帮助其树立节约资源、爱护环境的正确意识。其次，教师引导学生探究金属的冶炼方式，并设问：我们该如何从矿石中提炼出金属单质呢？所根据的原理是什么？学生可以通过分组讨论、总结归纳后发现，冶炼金属需要经过三个步骤，先完成矿石的采集，除去杂质，提高矿石中的有用成分含量；再利用金属的氧化还原反应，在一定条件下用氧化剂还原；最后采取一定的方法，通过精炼提纯金属。在理论知识讲解完后，学生掌握了多种金属元素在生活中的用途。教师可以提出思考问题：地球上的金属矿产资源是有限的，无法再生，且随着金属的使用，金属会被腐蚀而污染环境，这时我们应该如何做呢？通过设问的形式引导学生思考金属与环境保护之间的关系，从而合理渗透绿色化学理念。

（2）联系生活中的化学污染问题。

化学知识与现实生活有着密切的关系，尤其是在工业生产中离不开化学物质的反应，因此化学污染也是影响生态环境的重要因素之一。教师在课堂中渗透绿色化学理念时，可以将教学内容与现实生活相联系，引入生活生产中的真实问题，使学生在掌握化学知识的同时，发现自己身边真实存在的化学污染问题，既认识到化学污染对生态环境的破坏性，又能认识到环境保护意识的重要性。

举例来说，在学习《环境保护与绿色化学》一课时，为了提高学生对化学知识的应用能力，学会用化学知识解决生活中的实际问题，教师应在课堂中积极引入身边真实存在的问题或事例。首先，在课前教师应布置预习任务，鼓励学生查阅有关保护环境的信息和资料，并以小组的形式查找与环境污染相关的资料，以便感受环境污染的现状，了解环境问题对社会和人类的危害。随后，在课堂导入环节中，教师展示一些环境优美的图片，再展示一些环境污染较严重的图片，通过对比让学生对环境污染问题有更直观的印象，树立爱护环境的正确观念。其次，教师以“废旧电池的回收利用”为中心展开教学，利用多媒体展示“废旧电池的回收利用”相关视频，并提出问题：如何回收利用废旧电池？指导学生通过讨论和探究分析废旧干电池的组成、检验及有回收利用价值的部分，引导学生感受化学与环境的关系，体验解决实际问题的过程。再引导学生思考：废旧电池回收处理只是事后的处理方法，对环境问题来讲最好的方法是什么？鼓励学生讨论、交流，并借此提出绿色化学理念，让学生更深入的感受化学与可持续发展之间的关系。由此，通过化学课堂的学习，教师应注重课尾的回顾与总结，让学生掌握化学知识的同时锻炼分析、解决问题的能力，树立保护环境、人人有责的环保意识。

2.在实验教学中渗透。

（1）设计绿色化学实验。

化学实验是探究和验证化学物质的重要途径，也是帮助学生掌握化学知识的关键环节，对提高化学课堂质量有着积极作用。因此，在高中化学教学中，教师要重视实验教学环节的开展，在课堂中教师可以设计一些体现绿色化学理念的化学实验，这样学生在参与实验探究的过程中，既能增强环保意识，又能获取化学知识。

举例来说，在学习《氯及其化合物》一课时，在组织学生探究氯气的性质时，教师应设计实验教学。首先，在课堂中利用多媒体向学生展示氯气的实验室制法流程及装置示意图，如图1所示，先引导学生分析实验装置由哪些仪器组成，利用多媒体放大装置示意图，学生可以发现实验装置由分液漏斗、双孔橡皮塞、圆底烧瓶、石棉网、酒精灯、铁架台等组成。之后，结合示意图引导学生分析浓盐酸与二氧化锰之间的反应，并猜测实验现象和实验结果。当学生掌握氯气的实验室制法后，教师要针对制取气体装置的设计展开探究，并渗透绿色化学理念。先通过介绍让学生认识到实验室中制取气体的装置，包括发生装置和收集装置，同时还要根据实验的实际需要增加除杂装置和尾气处理装置等。教师提出探究问题：对于本实验中是否要增加尾气收集装置？应该如何做？学生根据对氯气化学性质的了解，认识到如果在实验过程中氯气扩散到空气中会产生污染，因此，在实验中需要对实验装置进行优化，如将浸有尾气处理试液的棉花塞在试管的支管口塞上，加强密封性防止氯气污染环境。

图1

（2）绿色处理化学废品。

完整的化学反应包括反应物和反应产物，从化学实验的角度来讲，反应物指的是实验材料，反应产物指的是实验废品。传统教学中，教师和学生将主要的精力放在化学知识的探究和学习上，忽视了对实验废品的处理，这一过程中非常容易造成环境污染。而从绿色化学理念的角度来讲，教师应优化化学实验步骤，重视实验废品的处理，引导学生学会正确处理废渣、废液，从而实现保护生态环境的目的。具体来讲，教师在化学实验结束后，应指导学生根据实验废品的物质形态和残留特点，进行分类、回收、分解等处理，以减少化学实验废品对生态环境所产生的负面影响，并引导学生养成良好的行为习惯。

举例来说，在学习《硫及其化合物》一课时，在新课导入环节，教师应展示火山喷发的景象图片，并介绍硫单质多处于游离状态，因此，在火山喷发时会释放出很多含有硫元素的物质，火山口也会出现硫单质。教师还可以展示历史资料，说明古代炼丹时、制作火药时都会运用到硫单质。学生通过对资料的探究，能够对硫单质的氧化性和还原性有深入的了解，并为后面的学习做好铺垫。随后，为了深入对硫及其化合物的认知，教师可以设计硫酸铜相关实验，基于硫、铜等原料在实验过程中的重要性，化学教师在课堂中应基于新课改的相关要求，指导学生设计硫酸铜实验方案，发挥学生的课堂主体地位。由于硫具有较强的腐蚀性和酸性，实验中会产生一些物质对环境造成污染，与绿色化学理念相悖，教师应优化实验方案。之后，教师应开展小组合作探究活动，将4~6名学生划分为一个小组，引导其重新设计硫酸铜实验方案，探究硫酸铜制备中污染物控制效果最佳的实验方案，从而保证绿色化学理念能够真正渗透到高中化学教学全过程，促进高中化学教学质量的提升。

（3）采用绿色实验材料。

化学实验中经常会产生一些神奇的化学现象，在化学实验教学中适当的展示化学现象，能够有助于激发学生的学习兴趣，并加深对化学知识的印象。因此，教师在课堂中会刻意将实验放在开放的环境中实施，引导学生近距离观察化学实验现象。这本是为了提高课堂教学效率，但从绿色化学理念的角度来讲，化学实验处于开放环境容易造成环境污染。综合考虑多种因素，教师应在实验中尽量采用无毒无害的材料，从根源处避免环境污染，同时增强学生的环保意识。

举例来说，在学习《化学品的合理使用》一课时，首先，在导入环节中，教师先向学生介绍化学品的分类，并讲述化学品在生活和生产中有着广泛的使用和作用。之后，向学生展示人类寿命和传染病死亡率的统计资料，结合生活中的实际问题，引发学生思考。接着，教师以阿司匹林为核心展开教学，先带领学生分析阿司匹林的结构、作用及合成方法，让学生初步知道药物设计和合成思路，知道分子结构及其修饰是决定药效的重要因素，以培养学生学习化学的兴趣。之后，教师带领学生阅读阿司匹林的药品说明书，了解其使用禁忌和不良反应，讨论应如何正确使用药物。其次，为了增强学生的环保意识，避免污染环境，教师应设计化学实验环节，以“白磷自燃”实验为主，磷元素在生活中有着广泛的应用，白磷也是化学实验中常见的材料，但从绿色化学理念的角度来讲，如果使用白磷进行实验会产生污染气体。为了避免这一问题，教师可以选择用Mg2Si来代替白磷，展示在水面上自燃的现象，并向学生展示两种实验的优缺点，让学生认识到，Mg2Si用来代替白磷，前者只会在水解过程中产生SiH4，并不会产生其他的有害物质污染环境。由此学生既可以观察到自然现象，还能够增强环保意识。